Лабораторная работа n 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ ЦЕПИ ПРИ СОЕДИНЕНИИ ПРИЕМНИКОВ ПО СХЕМЕ «ЗВЕЗДА»

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1.1. Экспериментальная проверка основных соотношений между фазными и линейными напряжениями в трехфазной цепи при соединении приемников по схеме «звезда» в симметричном и несимметричном режимах работы.

1.2. Выяснение роли нейтрального провода.

1.3. Исследование аварийного режима работы трехфазной цепи: режима обрыва фазы.

2.ОБЪЕКТЫ И СРЕДСТВА ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Схема электрической цепи.

рис. 4.1.

2.2. Описание лабораторной установки.

Объект исследования – трехфазный приемник электрической энергии, каждая фаза которого содержит ламповый реостат, изменять количество включенных ламп в котором можно с помощью выключателей.

Источником питания служат выходные клеммы распределительного блока: A, B, C, 0. Для отключения нейтрального провода используется выключатель SA₁.

Измерение всех фазных U_a, U_b, U_c и линейных напряжений U_ab, U_bc, U_ca трехфазного приемника осуществляется одним вольтметром PV. Фазные (линейные) токи I_a, I_b, I_c и ток нейтрального провода I₀ измеряются четырьмя амперметрами PA₁, PA₂, PA₃, PA₄.

3. РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ.

3.1. Подготовить бланк протокола.

3.2. Изучить по конспекту лекций и учебникам теоретический материал.

3.3. Пройти собеседование и получить допуск к работе.

3.4. Собрать электрическую цепь и предъявить ее для проверки преподавателю.

3.5. Включить выключателем SA₁ нейтральный провод, подключить цепь к источнику трехфазного синусоидального напряжения.

3.6. Изменяя количество включенных ламп в фазах приемника, установить симметричную нагрузку (I_a=I_b=I_c).

Измерить все фазные, линейные напряжения и токи трехфазного потребителя. Результаты измерений внести в таблицу 4.1.

3.7. Отключить нейтральный провод. Измерить те же величины, что и в п.3.6 и ток нейтрального провода I₀. Результаты измерений внести в таблицу 4.1.

3.8. Произвести «обрыв» одной из фаз приемника, отключив в ней все лампы. Измерить все фазные, линейные напряжения и токи, а так же ток нейтрального провода I₀ для двух режимов:

-при включенном нейтральном проводе;

-при выключенном нейтральном проводе.

Результаты измерений внести в таблицу 4.1.

3.9. Изменяя количество включенных ламп в фазах приемника, установить несимметричную нагрузку (I_a≠I_b≠I_c). Измерить все фазные, линейные напряжения и токи, а так же ток нейтрального провода I₀ для двух режимов:

-при включенном нейтральном проводе;

-при выключенном нейтральном проводе.

Результаты измерений внести в таблицу 4.1.

Таблица 4.1.

	Измерено										Примечание
№	Ia, А	Ib, А	Ic, А	Ua, В	Ub, В	Uc, В	Uab, В	Ubc, В	Uca, В	I0, А	Режимы работы
1											Симметричный режим с нейтральным проводом
2											Симметричный режим без нейтрального провода
3											Обрыв фазы _________ с нейтральным проводом
4											Обрыв фазы _________ без нейтрального провода
5											Несимметричный режим с нейтральным проводом
6											Несимметричный режим без нейтрального провода

3.11. Для симметричной нагрузки (п.3.6) определить соотношение между линейным и фазным напряжением трехфазного приемника.

3.12. Для всех шести режимов работы цепи построить в масштабе векторные диаграммы токов и напряжений трехфазного потребителя. При построении диаграммы для четырехпроводной системы ток нейтрального провода следует определять графически и сравнить его с экспериментально полученными значениями.

3.13. Сформулировать и записать выводы по работе.

4. Контрольные вопросы

4.1. Как получить соединение фаз потребителя по схеме «звезда»?

4.2. В чем заключаются преимущества трехфазных цепей?

4.3. Какая нагрузка называется симметричной?

4.4. Когда в трехфазных цепях применяется нейтральный провод и каково его назначение? Как определить ток нейтрального провода?

4.5. Каковы соотношения между:

-фазными и линейными токами;

-фазными и линейными напряжениями при симметричной нагрузке?

4.6. К чему приводит обрыв фазы? Как изменяются токи и напряжения потребителя при обрыве фазы?

4.7. К чему приводит короткое замыкание фазы? Как изменяются токи и напряжения при коротком замыкании фазы?

4.8. Как рассчитывается активная, реактивная и полная мощность трехфазной цепи?

4.9. Типовая программа контроля знаний.

4.9.1. Задана величина сопротивления Z одной фазы симметричного трехфазного потребителя и его линейный ток I. Определить линейное напряжение питающей сети, если известно, что потребитель соединен по схеме «звезда».

4.9.2. Определить активную мощность трехфазного потребителя, если R_a=X_a=30 Ом, X_с=R_в=40 Ом, U_л=380 В.

4.9.3. С какой точкой векторной диаграммы напряжений совпадает нейтральная точка при «обрыве» фазы А трехфазного симметричного приемника?

4.10.4. Определить показание амперметра РА при замыкании ключа SA, если U_л=220 В, R_a= R_в= R_с=10 Ом.

4.10.5. Какая векторная диаграмма соответствует данной электрической цепи?